氣力提升泵是通過向豎直提升管內(nèi)注入壓縮氣體,管內(nèi)外產(chǎn)生的壓差來提升液體的流體機械裝置。與傳統(tǒng)機械泵相比,其結構簡單、無機械傳動部件、無系統(tǒng)磨損;提升技術易實現(xiàn)、耗能低、驅動能源來源廣泛;可在高溫、高壓、真空、放射性、腐蝕性的環(huán)境中使用,也可在不規(guī)則形狀的通道中使用。由于氣力提升泵維護成本較低,可靠性較高,在污水處理,抽吸海水,港口疏浚,油田采油,液態(tài)金屬冷卻反應堆和液態(tài)金屬磁流體轉換器等眾多領域應用前景廣闊,故研究氣力提升泵具有重要的科學價值與工程意義。本文基于Fluent仿真軟件,采用歐拉模型、SST k-ω湍流模型分別研究了不同液體溫度、介質密度、進氣方式下氣力提升泵內(nèi)氣液兩相流動。分析了系統(tǒng)穩(wěn)定時提升立管內(nèi)氣相體積分數(shù)、提升液體流量、提升效率、提升管出口處液體徑向速度等變量的演變規(guī)律,本文主要研究結果如下:(1)數(shù)值模擬了不同液體溫度(20℃、60℃、90℃)下空氣-水氣力提升泵氣液兩相流動水力特性,研究結果表明:同一充氣量下液體提升流量隨溫度的升高而增大,提升流量隨時間變化最終趨于周期性波動;低充氣量下溫度對提升立管內(nèi)氣相體積分數(shù)影響較小,隨著充氣量增大,溫度越高,氣相體積分數(shù)...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 氣力提升泵研究進展
        1.2.1 氣力提升泵實驗研究進展
        1.2.2 氣力提升泵數(shù)值模擬研究進展
        1.2.3 氣力提升泵應用研究進展
    1.3 氣力提升泵內(nèi)氣液兩相流簡介
        1.3.1 氣力提升管內(nèi)流型
        1.3.2 氣液兩相流主要參數(shù)
    1.4 氣力提升泵主要參數(shù)
    1.5 研究內(nèi)容及技術路線
2 氣力提升泵數(shù)值模擬方法
    2.1 Fluent簡介
    2.2 多相流模型
        2.2.1 多相流模型簡介
        2.2.2 歐拉模型控制方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 湍流模型簡介
        2.3.2 標準k–ε模型
        2.3.3 SSTk–ω模型
    2.4 離散方程
    2.5 氣力提升泵數(shù)值計算模型構建及率定
        2.5.1 Oueslati實驗介紹
        2.5.2 計算模型介紹
            2.5.3 模型率定
            2.5.4 數(shù)值模擬方法及邊界條件設置
    2.6 本章小結
3 液體溫度對氣力提升泵水力特性影響
    3.1 計算工況介紹
    3.2 不同液體溫度對液體提升流量影響
    3.3 不同液體溫度對氣相體積分數(shù)影響
    3.4 不同液體溫度對提升效率的影響
    3.5 本章小結
4 介質密度對氣力提升泵水力特性影響
    4.1 計算工況介紹
    4.2 提升立管內(nèi)氣相體積分數(shù)隨氣流量變化趨勢
    4.3 液體提升過程隨時間演變規(guī)律
    4.4 液體提升體積流量隨氣流量變化趨勢
    4.5 液體提升速度沿管道徑向變化趨勢
    4.6 提升效率隨氣流量變化趨勢
    4.7 本章小結
5 進氣方式對氣力提升泵水力特性影響
    5.1 計算工況介紹
    5.2 氣流線性開啟
    5.3 氣流線性關閉
    5.4 氣流階梯式分段
    5.5 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間主要研究成果



本文編號：3820903